Detecção rápida de eventos de deslizamento de terras usando inclinómetros sem fios de longo alcance operados a pilhas

Abstrato

Cada vez mais, os bens de infra-estruturas são afectados por deslizamentos de terras e instabilidade de taludes causados por tempestades mais intensas e eventos meteorológicos extremos. Alterações futuras do clima e da cobertura terrestre terão impacto na susceptibilidade a desabamentos de terras, aumentando o risco em grandes áreas. Nos últimos anos, foram implantados sistemas de monitorização sem fios de baixa potência de longo alcance para o controlo preventivo de instabilidades de taludes, potenciais desabamentos de terras e trabalhos de terraplanagem que podem afectar infra-estruturas. A capacidade de aceder a medições a partir de vários parâmetros, com a frequência de amostragem correcta,
permite a análise do comportamento e desempenho do solo, rochas e estruturas. Contudo, a implementação adequada de acções correctivas, tais como evacuações, encerramentos de estradas ou atribuição de recursos, requer alertas imediatos. Neste documento, apresentamos um método para detectar rapidamente um deslizamento de terras através de uma rede de inclinómetros sem fios a pilhas e de longo alcance. Para analisar os dados em tempo quase real e evitar sobrecarregar a capacidade da rede, a solução baseia-se na computação de ponta. As medições de inclinação recolhidas a 3,9 Hz são comparadas por um sensor de borda sem fios com dois valores limiares predefinidos que definem a gama aceite para qualquer eixo dado. Esta solução fácil de implementar emite imediatamente um alerta quando a inclinação excede um limiar pré-definido. No cenário improvável de vários inclinómetros detectarem um evento exactamente ao mesmo tempo, a latência reportada pelo sistema é inferior a 2 segundos para 10 inclinómetros e inferior a 5 segundos para 25 inclinómetros. As capacidades e limitações do sistema são apresentadas, incluindo os resultados obtidos através de testes de desempenho e estimativas da vida útil da bateria para diferentes cenários. Este documento também apresenta uma estimativa do custo de implantação da solução sem fios.